כוח הכבידה נוטה ליצור כוכבים בעלי מסה נמוכה יותר מאשר כוכבים בעלי מסה גבוהה. לכן, עננים גז קורסים צפויים לייצר גופים רבים בסמוך למפלס התחתון של טווח המסות האפשרי לכוכבים. כוכבים קטני מסה חשובים מבחינה אסטרונומית – יש הרבה יותר כוכבים כאלה מאשר כוכבים הדומים לשמש. גופים בעלי מסה הקטנה מ- 0.08 מסת השמש (כ- 80 פעמים מסת צדק) אבל גדולה יותר מאשר מסת כוכבי הלכת נקראים ננסים חומים. הם ידועים כגופים תת-כוכביים, מפני שאין להם תגובות גרעיניות, ולכן הם אינם כוכבים אמיתיים. השם ננס חום נובע מתיאוריה מוקדמת לפיה הם זוהרים באור אדום עמום. למעשה, הם פולטים כמעט את כל הקרינה שלהם באורכי גל הנמצאים בתחום האינפרה-אדום והם בלתי נראים.
באדיבות NASA
כיצד מתייחסים ננסים חומים לכוכבי לכת בעלי מסה קטנה ולכוכבים בעלי מסה גדולה? נניח שאנחנו יכולים לעשות את הניסוי הבא: נתחיל עם כוכב לכת שמסתו כמסת צדק, ובהדרגה נוסיף גז בהרכב כימי הזהה לזה של השמש, 3/4 מימן ו- 1/4 הליום. כאשר אנו מוסיפים מסה, אנו מתקדמים מכוכבי לכת דרך ננסים חומים אל כוכבים אמיתיים. כאשר אנו מוסיפים מסה לכוכב הלכת צדק, הוא גדל רק במקצת עד שהוא מגיע בערך פעמיים MJupiter, שם הוא מפסיק לגדול. כאשר מסתו מגיעה לכדי 13 פעמים MJupiter, הגוף מתחיל להתיך דאוטריום לתקופה קצרה, כאשר מסתו עולה לכדי 65 פעמים MJupiter מתרחש היתוך ליתיום לתקופה קצרה. כאשר אנו מוסיפים עוד מסה, הגוף מתכווץ במקצת, כי כוח הכבידה דוחס את הגז למצב צפוף יותר. לאחר מכן, כאשר אנו מתקרבים ל- 80 פעמים MJupiter, מתחילות להופיע תגובות הגרעיניות, הגוף "נדלק" ככוכב ומגדיל את ממדיו ככל שאנו מוסיפים דלק ומימן. תוספת המסה מגבירה את התגובות הגרעיניות ויוצרת לחץ גז גדול ש"מתנפח" את הכוכב. מבחינה פיזית, קיימת חלוקה טבעית בין כוכבי לכת וננסים חומים ובין ננסים וכוכבים חומים. אנו נשתמש במילה "כוכב לכת" לכל גוף הקטן מ -13 MJupiter. המושג ננס חום, או אובייקט תת-כוכבים, שמור לגופים שמסתם נמצאת בין 13 ועד 80 MJupiter.
האסטרונומים חיפשו דוגמאות טובות לננסים חומים, שיסייעו לנו להבין את היחסים בין כוכבי לכת לכוכבים. קשה כמובן לזהות ננסים חומים, בגלל קרינתם הנמוכה. הדבר גם מקשה על ההבחנה בין ננסים חומים לכוכבים בעלי מסה נמוכה; התכונה העיקרית היא הופעת קווי ליתיום בספקטרום. הליתיום עומד בדרכם של כוכבים רגילים להגיע להיתוך הליום. עד כה דווח על מספר מועמדים לננסים חומים, כולל אחד עם נגיהות שגודלה רק 0.0004 מזו של השמש. מחוץ למערכת השמש נמצא גוף בעל נגיהות הנמוכה ביותר. היו הרבה אזעקות שווא ביחס לגילוי ננסים חומים, וקשה להוכיח שגופים אלה אכן נמצאים בטווח המסות שבין 13 ועד 80 MJupiter, כך שראוי לקרוא להם ננסים חומים אמיתיים. הננס החום הראשון שהתגלה היה טייד 1 בצביר הפתוח של הפליאדות ב -1995. הדוגמה הטובה ביותר לננס חום הוא גוף בשם Gliese 229B, הספקטרום שלו מראה על קיום מתאן ואדי מים, ונמצאה חתימה של קווי הליתיום. הטמפרטורה של האטמוספירה של Gliese 229B היא כ- 1000 K חמה מדי מכדי להיות כוכב לכת אבל קרה מדי מכדי להיות כוכב. לאחרונה, באמצעות גלאי אינפרה אדום רגיש לגופים קרים, אסטרונומים החלו לגלות ננסים חומים במספר הולך וגדל. כיום ידועים כבר כמה אלפי ננסים חומים. חרף המראה העמום שלהם, ננסים חומים חשובים במפקד הכוכבים – כ -10% מהמסה בסביבה הקרובה לשמש נמצאת בצורה של גופים קרירים למדי מכדי שיתיכו מימן להליום.
Author: Chris Impey